来源:焉知智能汽车 作者:磐匠
根据制动执行机构的不同,线控制动系统(Brake-By-Wire)可以分为液压式线控制动系统(Electro-Hydraulic Brake, EHB)和机械式线控制动系统(Electro-Mechanical Brake, EMB)。其中,EHB 以传统的液压制动系统为基础,用电子器件替代了部分机械部件的功能,使用制动液作为动力传递媒介,同时具备液压备份制动系统,是目前的主流技术方案。而EHB根据集成度的高低,EHB 可以分为Two-box 和One-box 两种技术方案。
随着新能源汽车市场的扩张,“eBooster ESC”组合成为了目前市场上最主流的Two-box方案。该方案除了实现基础的制动助力功能和稳定性控制功能外,还能在实现制动能量回收的同时协调配合,保证在电制动和液压制动的切换中实现驾驶员的踏板感一致。此外,随着高阶辅助驾驶系统和自动泊车系统的普及,“eBooster ESC”在其中也扮演着实现制动冗余的角色。
在上期中对“eBooster ESC”组合的系统架构及降级策略展开了说明,本期将对该组合基础的制动功能的实现展开介绍。
- 驾驶员制动控制
- 外部ECU制动控制
- 制动灯控制
eBooster和ESC的Two-box方案系统架构
1.驾驶员制动控制eBooster为实现驾驶员制动助力功能,首先需要正确探测驾驶员的制动意图,安装在eBooster推杆处的踏板行程传感器 (Pedal Travel Sensor) 监测驾驶员踩下踏板的深度,从而反馈给eBooster的DBR-F(Driver Brake Request-Brake Force)模块进行驾驶员意图判断。
ESC eBooster驾驶员制动控制功能示意图
确定驾驶员制动意图后,eBooster并不进行直接助力,而是将驾驶员制动意图通过网络通讯反馈给ESC,由ESC来进行液压制动力和驱动电机制动力分配。
作为车辆稳定控制系统,ESC进行制动力分配的主要目的是确保分配不会引起车辆失稳的风险,比如当驾驶员遇到猛踩油门的工况而引起车轮抱死时,ESC系统会在激活ABS的同时停止对驱动电机的制动力请求,转而全力通过调节轮缸液压来实现稳定。
其次,ESC进行制动力分配可以实现制动能量回收功能。制动能量回收功能随着新能源汽车的普及同步问世。在制动能量回收功能的作用下,汽车制动过程中除了液压力产生摩擦制动外,高压电池和驱动电机的协作,驱动电机产生负扭矩提供部分制动力,负扭矩产生反向电流对高压电池进行充电,最终制动时车辆的部分动能转化为化学能存储在高压电池中,用于下一次的车辆驱动,从而实现了能量回收,达到节能减排的目的。
ESC液压管路示意图
为实现制动力分配,首先需要ESC的硬件能够解除主缸制动液和轮缸制动液的“直接关联”,这由ESC大容量的蓄能器以及对轮端电磁阀控制实现。在大容量蓄能器的加持下,当驾驶员踩下制动踏板时,eBooster控制主缸液压进入轮缸产生制动力,于此同时驱动电机制动力随着制动踏板深度增加缓慢上升,该过程中来自主缸的制动液不会直接流入轮缸,而是将一部分暂时存储在蓄能器中,在蓄能器中的制动液不会产生制动力,由此实现制动过程中电机制动力与液压制动力的动态协调控制。